專利名稱：一種風(fēng)電場agc功能測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及新能源領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電場AGC功能測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，風(fēng)電場系統(tǒng)與常規(guī)電源相比，風(fēng)電并網(wǎng)在功率預(yù)測、調(diào)頻、調(diào)峰、電壓/無功控制、低電壓穿越等方面尚存在問題，難以滿足大規(guī)模應(yīng)用的要求，實現(xiàn)風(fēng)電可預(yù)測、可調(diào)度、可控制的目標(biāo)還需要較長的路要走。以上問題的解決，除了依賴風(fēng)電機組設(shè)計、制造技術(shù)的進步外，電網(wǎng)調(diào)度、分析、控制水平的提高也是一個很重要的方面。AGC (自動發(fā)電控制,Automatic Generation Control),是并網(wǎng)發(fā)電廠提供的有償輔助服務(wù)之一，發(fā)電機組在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，跟蹤電力調(diào)度中心下發(fā)的出力目標(biāo)指令，按照一定調(diào)節(jié)速率實時調(diào)整發(fā)電出力，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求的服務(wù)。風(fēng)電多采用集中式開發(fā)，采用長距離高壓線路將風(fēng)電集中送出，風(fēng)電同時率較高，考慮電網(wǎng)調(diào)度的經(jīng)濟性及風(fēng)電電網(wǎng)發(fā)展的不同步，風(fēng)電送出通道容量通常小于風(fēng)電機組裝機的裝機容量，必須利用AGC技術(shù)對風(fēng)電場的有功出力進行限制。電力系統(tǒng)AGC的控制中心通常位于電力調(diào)度中心，控制中心運行在EMS上的高級應(yīng)用單元根據(jù)安全、經(jīng)濟的控制原則，并根據(jù)實時及未來風(fēng)況預(yù)測，計算出風(fēng)電場當(dāng)前的有功出力目標(biāo)，并下發(fā)至風(fēng)電場執(zhí)行。即將頒布實施的《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》明確了電網(wǎng)對風(fēng)電場有功功率控制的要求，規(guī)定要求風(fēng)電場具備電力系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)峰和備用的能力；應(yīng)配置有功功率控制系統(tǒng)，當(dāng)有功功率在總額定出力的20%以上時，能參與系統(tǒng)有功功率控制；《風(fēng)電場功率調(diào)節(jié)能力和電能質(zhì)量測試規(guī)程》規(guī)定了有功功率設(shè)定值控制的測試方法，在風(fēng)電場輸出功率大于75%額定功率時測試風(fēng)電場跟蹤設(shè)定值運行的能力并給出了測試曲線示例，示例曲線中風(fēng)電場有功功率按照階梯下降，然后按照與下降相反的額順序回升，測試風(fēng)電場的設(shè)定值跟蹤能力及響應(yīng)時間。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種風(fēng)電場AGC功能測試系統(tǒng)，用于風(fēng)電場有功無功的控制能力測試。本實用新型提供的一種風(fēng)電場AGC功能測試系統(tǒng)，其改進之處在于，所述測試系統(tǒng)包括依次連接的PC機、錄波觸發(fā)單元和數(shù)據(jù)采集單元。其中，所述PC機與所述錄波觸發(fā)單元采用串口或網(wǎng)絡(luò)相連。其中，所述錄波觸發(fā)單元并行輸出兩路以上的開關(guān)量輸出信號；其開關(guān)量為脈沖方式。其中，所述數(shù)據(jù)采集單元包括連接的中央處理器和模數(shù)采集電路。其中，所述錄波觸發(fā)單元為單片機，其型號為C8051F040。其中，所述錄波觸發(fā)單元為便攜式機箱結(jié)構(gòu)。[0013]其中，所述中央處理器的型號為PPC-7500板。其中，模數(shù)采集電路包括A/D轉(zhuǎn)換芯片。其中，A/D轉(zhuǎn)換芯片的型號為ADS8364。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實用新型的有益效果為(I)系統(tǒng)功能完善、自動化程度高。系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、分析、處理、結(jié)果輸出于一體；在風(fēng)況滿足測試要求的情況下，一個完整測試周期可由系統(tǒng)自動完成，不需要人工干預(yù)。(2)具備良好的擴展性。隨著待測試風(fēng)場規(guī)模的不同，測試系統(tǒng)只需要修改簡單的配置即可適應(yīng)，不需要修改系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及測試源代碼；通訊規(guī)約及點表可自由配置。(3)系統(tǒng)有功曲線下發(fā)工具也可部署在電網(wǎng)調(diào)度中心，通過網(wǎng)絡(luò)與EMS系統(tǒng)通訊，下發(fā)風(fēng)場AGC控制目標(biāo)，此時錄波觸發(fā)單元與數(shù)據(jù)采集單元仍然配置在風(fēng)電場側(cè)，記錄調(diào)控時的風(fēng)電場實時數(shù)據(jù)。(4)補充完善控制接口，本實用新型的系統(tǒng)可具備AVC (Auto Voltage Control,自動電壓控制)的試驗?zāi)芰Α?br>
圖1為本實用新型提供的風(fēng)電場系統(tǒng)原理圖。圖2為本實用新型提供的風(fēng)電場AGC系統(tǒng)圖。圖3為本實用新型提供的數(shù)據(jù)分析與處理軟件構(gòu)成。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本實施例在電網(wǎng)調(diào)度端或風(fēng)電場就地，借助風(fēng)電場就地的遠動(監(jiān)控)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)風(fēng)電場AGC功能的測試和校核，并依據(jù)本實施例的系統(tǒng)提供的測試過程記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析風(fēng)電場AGC調(diào)節(jié)的相關(guān)性能，其測試的原理圖如圖1所示。其中，本實施例提出的系統(tǒng)，包括依次連接的PC機、錄波觸發(fā)單元和數(shù)據(jù)采集單元；PC機通過網(wǎng)絡(luò)接口與風(fēng)電場監(jiān)控系統(tǒng)/風(fēng)電機組能量管理平臺連接，如圖2所示。具體的PC機包括有功曲線下發(fā)單元，用于編輯有功控制曲線、設(shè)定時間下發(fā)功率目標(biāo)和啟動所述錄波觸發(fā)單元。其編輯曲線包括設(shè)定曲線的幅值、單位和輸出間隔。有功曲線下發(fā)單元采用Client/Server方式，按照約定規(guī)約定時下發(fā)目標(biāo)至遠動裝置，通訊點表可配置。其支持如下規(guī)約M0DEBUS規(guī)約、104規(guī)約、101規(guī)約、OPC協(xié)議、CDT規(guī)約、103規(guī)約、DNP規(guī)約。有功曲線下發(fā)單元采用串口或網(wǎng)絡(luò)與錄波觸發(fā)單元通信，通過命令的方式要求觸發(fā)單元輸出觸發(fā)錄波開關(guān)量。錄波觸發(fā)單元接收到有功曲線下發(fā)單元的信號后，啟動開關(guān)量輸出觸發(fā)數(shù)據(jù)采集單元錄波。錄波觸發(fā)單元利用集成式單片機C8051F040開發(fā)完成，具備數(shù)據(jù)采集、通訊、控制輸出等功能；錄波觸發(fā)單元為便攜式機箱結(jié)構(gòu)，用DC220/110V或電池供電。本實施例的錄波觸發(fā)單元并行輸出兩路以上的開關(guān)量輸出信號；其開關(guān)量為脈沖方式。節(jié)點容量220DC/0. 5A;輸出脈寬O. 5s，輸出分辨率lms。當(dāng)錄波觸發(fā)單元與有功曲線下發(fā)單元采用網(wǎng)絡(luò)通訊時，通訊及處理時延小于200ms (I個采樣點延遲，遠小于功率調(diào)節(jié)能力測試120s響應(yīng)時間的I %)。[0028]數(shù)據(jù)采集單元如圖3所示，用于對電壓互感器/電流互感器信號的數(shù)據(jù)采集，并在數(shù)據(jù)保存后對數(shù)據(jù)進行分析，轉(zhuǎn)換為仿真、繪圖輸出需要的數(shù)據(jù)格式。其具體包括以PPC-7500板為核心的中央處理器，以ADS8364為A/D轉(zhuǎn)換芯片的模數(shù)采集電路。數(shù)據(jù)采集單元總通道數(shù)為64通道模擬輸入(32通道應(yīng)變/電壓雙模式輸入，32通道ICP/電壓雙模式輸入)，2通道模擬輸出。模擬輸入采樣率為24位，200kS/s/通道，每通道獨立A/D同步采樣，抗混濾波。所有64通道以200kS/s/ch采樣率同時工作時，采集數(shù)據(jù)可實時存盤，數(shù)據(jù)記錄時間幾乎無限制(由硬盤空間決定)。數(shù)據(jù)采集單元實現(xiàn)功能如下I)數(shù)據(jù)采集。采集的數(shù)據(jù)可利用多窗口進行監(jiān)視，每個窗口可顯示I 8個通道；具有觸發(fā)模式功能；具有移動光標(biāo)顯示數(shù)據(jù)功能。通過通道的數(shù)學(xué)計算，可顯示處理后的二
次變量。2)數(shù)據(jù)存儲與導(dǎo)出。可選電平、時間、頻率為觸發(fā)信號，觸發(fā)條件可選沿觸發(fā)、濾波沿觸發(fā)、脈沖寬度觸發(fā)、斜率觸發(fā)、窗觸發(fā)及窗與脈沖寬度組合等多種觸發(fā)方式。也可手動觸發(fā)。啟動文件存儲。文件可以多種格式輸出Text，Excel、Flexpro、Matlab、1-DEAS、MEScope、UFF58 等格式。3)數(shù)據(jù)分析與輸出。所有測試數(shù)據(jù)實時存儲，可以重放，選擇，分析，打印。根據(jù)上述的系統(tǒng)，本實施例提出一種測試方法，包括如下步驟測試前(I)向調(diào)度申請調(diào)度側(cè)控制邏輯上斷開與待試驗風(fēng)場的聯(lián)系，即調(diào)度可以監(jiān)視風(fēng)電場有功出力的變化情況，但有功功率控制權(quán)已經(jīng)轉(zhuǎn)移至試驗系統(tǒng)；(2)所述有功曲線下發(fā)單元配置在風(fēng)電場運行值班室，放置在與遠動系統(tǒng)主機距離近的位置；所述錄波觸發(fā)單元和所述數(shù)據(jù)采集單元配置在升壓站電子設(shè)備間；所述數(shù)據(jù)采集單元通過監(jiān)控屏采集所需的PT/CT信號；其中，所述有功曲線下發(fā)單元與遠動系統(tǒng)主機距離范圍小于100米。若將有功曲線下發(fā)單元放置在電子間，則遠動系統(tǒng)主機需要通過光纖轉(zhuǎn)化設(shè)備和有功曲線下發(fā)單元通訊。(3)按照試驗設(shè)定，設(shè)置有功控制曲線的目標(biāo)曲線，利用手動下發(fā)功能驗證，驗證通訊鏈路的正確性，檢測控制閉環(huán)功能是否正常，驗證正常后，設(shè)置目標(biāo)下發(fā)模式為自動下發(fā)，進入測試；測試中(4)試驗系統(tǒng)向遠動系統(tǒng)輸出風(fēng)電場有功功率目標(biāo)，由所述遠動系統(tǒng)向風(fēng)機能量監(jiān)控平臺下發(fā)遙控命令和遙測命令，執(zhí)行功率調(diào)節(jié)指令；下發(fā)命令時，通過開關(guān)量觸發(fā)所述數(shù)據(jù)采集單元采集風(fēng)電場升壓站主變高壓側(cè)三相電壓、電流，記錄命令下達前后一個時刻的數(shù)據(jù)；記錄的數(shù)據(jù)包括風(fēng)電場電壓值、電流值、有功值、無功值、測試中采的集風(fēng)電場風(fēng)速、風(fēng)電場風(fēng)向和風(fēng)電機組的運行情況。測試后(5)將功率目標(biāo)曲線導(dǎo)入到所述數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)采集的變高側(cè)功率和導(dǎo)入的目標(biāo)曲線對功率設(shè)定調(diào)節(jié)效果進行分析，按照《風(fēng)電場功率調(diào)節(jié)能力和電能質(zhì)量測試規(guī)程》的要求輸出風(fēng)電場控制調(diào)節(jié)曲線。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)電場AGC功能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試系統(tǒng)包括依次連接的PC機、錄波觸發(fā)單元和數(shù)據(jù)采集單元。
2.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述PC機與所述錄波觸發(fā)單元采用串口或網(wǎng)絡(luò)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述錄波觸發(fā)單元并行輸出兩路以上的開關(guān)量輸出信號；其開關(guān)量為脈沖方式。
4.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括連接的中央處理器和模數(shù)采集電路。
5.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述錄波觸發(fā)單元為單片機，其型號為C8051F040。
6.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述錄波觸發(fā)單元為便攜式機箱結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求4所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器的型號為PPC-7500板。
8.如權(quán)利要求4所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，模數(shù)采集電路包括A/D轉(zhuǎn)換芯片。
9.如權(quán)利要求8所述的測試系統(tǒng)，其特征在于，A/D轉(zhuǎn)換芯片的型號為ADS8364。
專利摘要本實用新型公開了一種風(fēng)電場AGC功能測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)包括依次連接的PC機、錄波觸發(fā)單元和數(shù)據(jù)采集單元。本實用新型的系統(tǒng)功能完善、自動化程度高，不需要人工干預(yù)。其次本實用新型具備良好的擴展性。再有本實用新型的系統(tǒng)有功曲線下發(fā)工具也可部署在電網(wǎng)調(diào)度中心，通過網(wǎng)絡(luò)與EMS系統(tǒng)通訊，下發(fā)風(fēng)場AGC控制目標(biāo)，此時錄波觸發(fā)單元與數(shù)據(jù)采集單元仍然配置在風(fēng)電場側(cè)，記錄調(diào)控時的風(fēng)電場實時數(shù)據(jù)。并且本實用新型補充完善控制接口，本實用新型的系統(tǒng)可具備AVC(Auto Voltage Control，自動電壓控制)的試驗?zāi)芰Α?br> 文檔編號G05B23/02GK202904368SQ201220332699
公開日2013年4月24日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者張金平, 秦世耀, 王瑞明, 李慶, 王偉 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 中電普瑞張北風(fēng)電研究檢測有限公司, 國家電網(wǎng)公司